(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼検査および／または視力矯正手技のため眼科機器に取り付けまたは統合されるよう構成された波面センサモジュールであって、該眼科機器の作業距離は、光入力ウィンドウと被検眼との間の距離であり；該波面センサモジュールは、対向して配された第一および第二表面ならびに内部を有し；該第一表面は、該波面センサモジュールの該内部と被検眼との間で光を通過させるように構成された第一光学ウィンドウを有し；該第二表面は、該波面センサモジュールの該内部と該眼科機器との間で光を通過させるように構成された第二光学ウィンドウを有し；該第一および第二光学ウィンドウは、該波面センサモジュールの該内部を介して被検眼と該眼科機器との間で光を通過させるために光路を形成するようにアライメントされており；かつ該波面センサモジュールは、
波面リレーの第一レンズであり、該波面センサモジュールの該第一光学ウィンドウ部に実質的に配され、かつ該光路に対し実質的に垂直に配向された、前方レンズであって、被検眼から戻ってきた光を集束しかつ該光を該光路に沿って透過させるように構成された、前方レンズと；
該前方レンズによって透過された光をインターセプトするため該光路に沿って配されたビームスプリッター／コンバイナーであって、該眼科機器用に該被検眼から戻ってきた該光の少なくとも一部を透過させかつ該被検眼から戻ってきた少なくとも波面ビームを該波面センサモジュールの該内部に反射させるように構成された、ビームスプリッター／コンバイナーと；
該第二光学ウィンドウ部に実質的に配され、かつ該眼科機器用の該被検眼から戻ってきた該光に対する該前方レンズの影響を補償するように構成された、補償レンズと
を具備する、波面センサモジュール。
【請求項２】
前記補償レンズが、前記眼科機器用でない光を実質的にブロックする、請求項1記載の波面センサモジュール。
【請求項３】
前記前方レンズの焦点距離が前記眼科機器の前記作業距離より短い、請求項1記載の波面センサモジュール。
【請求項４】
波面リレーの第二レンズであり、前記波面センサモジュールの前記内部に位置する、第二レンズであって、前記前方レンズおよび該第二レンズが4-F波面リレーを形成する、第二レンズ
をさらに具備する、請求項1記載の波面センサモジュール。
【請求項５】
検出器をさらに具備し、該検出器が、波面センサの内部に位置しかつ前記波面リレーの波面像平面において1つまたは複数の波面チルトを有効に検出する、請求項4記載の波面センサモジュール。
【請求項６】
波面センサの内部かつ前記前方レンズと第二レンズとの間に位置する偏光ビームスプリッターをさらに具備し、該偏光ビームスプリッターが、波面照明ビームを前記ビームスプリッター／コンバイナーに向けるように構成されている、請求項1記載の波面センサモジュール。
【請求項７】
被検眼の同平面ビデオ画像または静止画像を提供するように構成された、画像センサと；
前記4-F波面リレーの前記前方レンズと前記第二レンズとの間に配され、前記ビームスプリッター／コンバイナーにより反射された前記光の一部を該画像センサに向けるように構成された、結像用ビームスプリッターと
をさらに具備する、請求項4記載の波面センサモジュール。
【請求項８】
被検眼から戻ってきた光を受け取るように構成された光学入力ポートを有し、かつ該光学入力ポートと被検眼との間に特徴的な作業距離を有する、眼科機器；ならびに
眼検査および／または視力矯正手技のため該眼科機器に取り付けまたは統合された波面センサモジュールであって、該波面センサモジュールは、対向して配された第一および第二表面ならびに内部を有し；該第一表面は、該波面センサモジュールの該内部と被検眼との間で光を通過させるように構成された第一光学ウィンドウを有し；該第二表面は、該波面センサモジュールの該内部と該眼科機器の該光学入力ポートとの間で光を通過させるように構成された第二光学ウィンドウを有し；該第一および第二光学ウィンドウは、該波面センサモジュールの該内部を介して被検眼と該眼科機器との間で光を通過させる光路を形成するようにアライメントされており；かつ該波面センサモジュールは、
波面リレーの第一レンズであり、該波面センサモジュールの該第一光学ウィンドウ部に実質的に配され、かつ該光路に対し実質的に垂直に配向された、前方レンズであって、被検眼から戻ってきた光を集束しかつ該光を該光路に沿って透過させるように構成された、前方レンズと；
該前方レンズによって透過された光をインターセプトするため該光路に沿って配されたビームスプリッター／コンバイナーであって、該眼科機器用に該被検眼から戻ってきた該光の少なくとも一部を透過させかつ該被検眼から戻ってきた少なくとも波面ビームを該波面センサモジュールの該内部に反射させるように構成された、ビームスプリッター／コンバイナーと；
該第二光学ウィンドウ部に実質的に配され、かつ該眼科機器用の該被検眼から戻ってきた該光に対する該前方レンズの影響を補償するようにおよび／または該眼科機器からの照明光を該眼に向けるように構成された、補償レンズまたは光学ウィンドウと
を具備する、波面センサモジュール
を具備する、被検眼の特性を測定するための眼科装置。
【請求項９】
前記眼科機器が手術用顕微鏡である、請求項8記載の眼科装置。
【請求項１０】
前記顕微鏡の元の対物レンズが、前記手術用顕微鏡の前記光学入力ポートの設計位置に実質的に位置決めされる、請求項9記載の眼科装置。
【請求項１１】
元の対物レンズが取り外され、かつ
前記前方レンズおよび前記補償レンズが、前記顕微鏡用に該対物レンズの役割を果たす、請求項9記載の眼科装置。
【請求項１２】
前記補償レンズが、前記眼科機器用でない光を実質的にブロックする、請求項8記載の眼科装置。
【請求項１３】
前記前方レンズの焦点距離が前記眼科機器の前記作業距離より短い、請求項8記載の眼科装置。
【請求項１４】
波面リレーの第二レンズであり、前記波面センサモジュールの前記内部に位置する、第二レンズであって、前記前方レンズおよび該第二レンズが4-F波面リレーを形成する、第二レンズ
をさらに具備する、請求項8記載の眼科装置。
【請求項１５】
検出器をさらに具備し、該検出器が、前記波面センサモジュールの前記内部に位置しかつ前記波面リレーの波面像平面において1つまたは複数の波面チルトを有効に検出する、請求項8記載の眼科装置。
【請求項１６】
前記波面センサモジュールの前記内部かつ前記前方レンズと第二レンズとの間に位置する偏光ビームスプリッターをさらに具備し、該偏光ビームスプリッターが、波面照明ビームを前記ビームスプリッター／コンバイナーに向けるように構成されている、請求項14記載の眼科装置。
【請求項１７】
被検眼の同平面ビデオ画像または静止画像を提供するように構成された画像センサと；
前記4-F波面リレーの前記前方レンズと前記第二レンズとの間に配され、前記ビームスプリッター／コンバイナーにより反射された前記光の一部を該画像センサに向けるように構成された、結像用ビームスプリッターと
をさらに具備する、請求項14記載の眼科装置。
【請求項１８】
光学入力ポートおよび1対の立体接眼レンズを有するハウジングと；
該ハウジングの該光学入力ポート部に配された対物レンズであって、被検眼から戻ってきた光を集束しかつ該光を、該被検眼と手術用顕微鏡との間の第一光路に沿って透過させるために波面リレーの第一レンズおよび手術用顕微鏡の対物レンズの両方として機能するよう構成された、対物レンズと；
該対物レンズによって透過された光をインターセプトするため該第一光路に沿って該対物レンズの隣に配されたビームスプリッター／コンバイナーであって、該手術用顕微鏡を介した視認用に該被検眼から戻ってきた該光の少なくとも一部を透過させかつ該被検眼から戻ってきた少なくとも波面ビームを、該第一光路とは異なる、波面検出器へ向かう波面リレー光路に沿って反射させるように構成された、ビームスプリッター／コンバイナーと；
該第一光路に実質的に沿って該ビームスプリッター／コンバイナーの隣に配された補償レンズと；
該対物レンズ、該ビームスプリッター／コンバイナー、および該補償レンズを介して透過された光を受け取るため該対物レンズ後方にオフセットを伴って該補償レンズの隣に配された、1対の立体視認用ポートと；
該1対の立体視認用ポートと該1対の立体接眼レンズとの間の光学構成要素を含む、折返し視認用光路と
を具備し、
術者に提示される顕微鏡視野が、標準的な非改変の手術用顕微鏡内のように該立体視認用ポートが該対物レンズの後方にある場合と実質的に同じになるよう、該補償レンズが、該オフセットにより引き起こされる影響を補償するように機能する、改変された手術用顕微鏡。
【請求項１９】
自分自身の眼に対する術者の手の位置が実質的に変化しないよう、前記ハウジングが、非改変の標準的な手術用実体顕微鏡と実質的に同じ高さを有する、請求項18記載の改変された手術用顕微鏡。
【請求項２０】
前記補償レンズおよび前記折返し視認用光路の使用が、標準的な非改変の手術用実体顕微鏡内と同じ、前記1対の立体視認用ポートと前記1対の立体接眼レンズとの間の光学構成要素の使用を可能にする、請求項18記載の改変された手術用顕微鏡。
【請求項２１】
光学入力ポートおよび1対の立体接眼レンズを有するハウジングと；
該ハウジングの該光学入力ポート部に配された対物レンズであって、被検眼から戻ってきた光を集束しかつ該光を、該被検眼と手術用顕微鏡との間の第一光路に沿って透過させるために波面リレーの第一レンズおよび手術用顕微鏡の対物レンズの両方として機能するよう構成された、対物レンズと；
該対物レンズによって透過された光をインターセプトするため該第一光路に沿って該対物レンズの隣に配されたビームスプリッター／コンバイナーであって、該手術用顕微鏡を介した視認用に該被検眼から戻ってきた該光の少なくとも一部を透過させかつ該被検眼から戻ってきた少なくとも波面ビームを、該第一光路とは異なる、波面検出器へ向かう波面リレー光路に沿って反射させるように構成された、ビームスプリッター／コンバイナーと；
該対物レンズおよび該ビームスプリッター／コンバイナーを介して透過された光を受け取るため該対物レンズ後方にオフセットを伴って該ビームスプリッター／コンバイナーの隣に配された、1対の立体視認用ポートと；
該1対の立体視認用ポートと該1対の立体接眼レンズとの間の光学構成要素を含む、折返し視認用光路と
を具備し、
該折返し視認用光路により、該折返し視認用光路と実質的に同じ光路長の視認用路を有する標準的な非改変の手術用実体顕微鏡内と同じ、該1対の立体視認用ポートと該1対の立体接眼レンズとの間の光学構成要素の使用を可能にする、改変された手術用顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の1つまたは複数の態様は、概して眼科用波面センサに関し、具体的には、波面センサモジュール、および視力矯正手術手技のための眼科機器へのその取り付けまたは統合に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
背景の節で述べられる内容は、背景の節で言及されたということのみで先行技術とみなされるべきでない。同様に、背景の節で言及されるかまたは背景の節の内容に関連する問題は、先行技術において先に認識されていたものとみなされるべきでない。背景の節の内容は、それ自体もまた発明でありうる異なるアプローチを示すものにすぎない。
【０００３】
眼科用途向けの波面センサは、概して、大型で独立式のデスクトップ機器である。これまでにも、波面センサを、LASIKシステム（例えばUS6685319（特許文献1）を参照）、眼底カメラ（例えばUS6572230（特許文献2）を参照）、共焦点走査レーザー検眼鏡（例えばUS7057806（特許文献3）を参照）などの眼科機器に統合する試みはなされているが、概してこれらの統合システムはサイズに関する重要な懸念がない。ゆえに、波面センサモジュールを極めてコンパクトにしたいというニーズは存在しなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】US6685319
【特許文献２】US6572230
【特許文献３】US7057806
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】典型的な4-F光学波面リレーの構成を示した図である。
【図２】波面センサモジュールが手術用顕微鏡の対物ウィンドウの下に取り付けられた場合の、先行技術による光学構成を示した図である。
【図３】4-F波面リレーの第一レンズが波面センサモジュールの光学入力ポート部の前方レンズとして配されておりかつ顕微鏡と共用されている、本発明の実施例態様の略線図である。
【図４】顕微鏡の対物レンズが取り外され、かつその焦点機能が波面センサモジュールの入力ポートに配された共用前方レンズによって完全にまたは部分的に供される、本発明の代替的実施例態様を示した図である。
【図５】波面センサモジュールが顕微鏡ボディに組み込まれておりかつ顕微鏡の視認用路が改変されている、本発明の別の代替的実施例態様を示した図である。
【図６】図5の実施例態様をSolidWorksで描写した図面である。
【発明の概要】
【０００６】
実施例態様の説明
概要
次に、本発明の種々の態様を詳しく述べる。これら態様の実施例は添付の図面に図示されている。これらの態様との関連において本発明を説明するが、この説明には、本発明をいかなる態様にも限定する意図はないことが理解されるであろう。以下の説明において意図されるのは、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲に含まれうる代替物、改変物、および同等物をカバーすることである。以下の説明において、種々の態様の十分な理解を提供する目的で、多数の具体的な詳細が示されるが、本発明はこれら具体的詳細の一部または全部を伴わずに実現されてもよい。他の場合において、本発明を不必要にわかりにくくすることがないよう、周知の処理操作は詳しく説明されていない。さらに、本明細書の様々な個所に出現する「実施例態様」という句は、それぞれが必ずしも同じ実施例態様を参照するわけではない。
【０００７】
本発明の1つの態様は、眼検査および／または視力矯正手技のため手術用顕微鏡などの眼科機器に取り付けまたは統合されるコンパクトな波面センサモジュールであって、波面リレーの第一レンズであり波面検出モジュールの光学入力ポート部に配された前方レンズと；眼科機器用に光の大部分の通過を許容しかつ典型的に近赤外である目からの波面ビームを波面リレー路に反射するように構成された、ダイクロイック式またはショートパス式のビームスプリッター／コンバイナーと；眼科機器用の光のスペクトルを透過させかつ／または眼科機器の光学ビューおよび／もしくは前方レンズにより導入されるビームを補償するよう構成された補償レンズとを具備し；前方レンズが波面センサモジュールおよび眼科機器によって共用される、波面センサモジュールである。
【０００８】
本発明の別の態様は、元の対物レンズを備えるかまたは備えない眼科機器と、眼科機器に取り付けまたは統合されるよう構成されたコンパクトな波面センサとを具備し；波面センサが、波面リレーの第一レンズであり波面検出モジュールの光学入力ポート部に配された前方レンズと、眼科機器用に光の大部分の通過を許容しかつ典型的に近赤外である目からの波面ビームを波面リレー路に反射するように構成されたビームスプリッターとを具備し；前方レンズが波面センサモジュールおよび眼科機器によって共用される、眼の光学特性を測定するための眼科装置である。
【０００９】
本発明の1つの目的は、波面センサモジュールを既存の設計よりもコンパクトにすることである。本発明の別の目的は、白内障屈折矯正手技などの眼科手技に必要な、大きな波面ジオプトリー測定レンジをカバーすることである。いずれの目的も、実施例態様において、波面センサの第一リレーレンズを物理的に可能な限り患者の眼の近くにアレンジしながら、かつ、人間工学に変化をもたらすことなく視力矯正術および／または屈折矯正手術などの眼科手技を術者が通常どおり行えるようにすることによって、実現される。
【００１０】
[本発明1001]
眼検査および／または視力矯正手技のため眼科機器に取り付けまたは統合されるよう構成された波面センサモジュールであって、該眼科機器の作業距離は、光入力ウィンドウと被検眼との間の距離であり；該波面センサモジュールは、対向して配された第一および第二表面ならびに内部を有し；該第一表面は、該波面センサモジュールの該内部と被検眼との間で光を通過させるように構成された第一光学ウィンドウを有し；該第二表面は、該波面センサモジュールの該内部と該眼科機器との間で光を通過させるように構成された第二光学ウィンドウを有し；該第一および第二光学ウィンドウは、該波面センサモジュールの該内部を介して被検眼と該眼科機器との間で光を通過させるために光路を形成するようにアライメントされており；かつ該波面センサモジュールは、
波面リレーの第一レンズであり、該波面センサモジュールの該第一光学ウィンドウ部に実質的に配され、かつ該光路に対し実質的に垂直に配向された、前方レンズであって、被検眼から戻ってきた光を集束しかつ該光を該光路に沿って透過させるように構成された、前方レンズと；
該前方レンズによって透過された光をインターセプトするため該光路に沿って配されたビームスプリッター／コンバイナーであって、該眼科機器用に該被検眼から戻ってきた該光の少なくとも一部を透過させかつ該被検眼から戻ってきた少なくとも波面ビームを該波面センサモジュールの該内部に反射させるように構成された、ビームスプリッター／コンバイナーと；
該第二光学ウィンドウ部に実質的に配され、かつ該眼科機器用の該被検眼から戻ってきた該光に対する該前方レンズの影響を補償するように構成された、補償レンズと
を具備する、波面センサモジュール。
[本発明1002]
前記補償レンズが、前記眼科機器用でない光を実質的にブロックする、本発明1001の波面センサモジュール。
[本発明1003]
前記前方レンズの焦点距離が前記眼科機器の前記作業距離より短い、本発明1001の波面センサモジュール。
[本発明1004]
波面リレーの第二レンズであり、前記波面センサモジュールの前記内部に位置する、第二レンズであって、前記前方レンズおよび該第二レンズが4-F波面リレーを形成する、第二レンズ
をさらに具備する、本発明1001の波面センサモジュール。
[本発明1005]
検出器をさらに具備し、該検出器が、波面センサの内部に位置しかつ前記波面リレーの波面像平面において1つまたは複数の波面チルトを有効に検出する、本発明1001の波面センサモジュール。
[本発明1006]
波面センサの内部かつ前記前方レンズと第二レンズとの間に位置する偏光ビームスプリッターをさらに具備し、該偏光ビームスプリッターが、波面照明ビームを前記ビームスプリッター／コンバイナーに向けるように構成されている、本発明1001の波面センサモジュール。
[本発明1007]
被検眼の同平面ビデオ画像または静止画像を提供するように構成された、画像センサと；
前記4-Fリレーの前記前方レンズと前記第二レンズとの間に配され、前記ビームスプリッター／コンバイナーにより反射された前記光の一部を該画像センサに向けるように構成された、結像用ビームスプリッターと
をさらに具備する、本発明1004の波面センサモジュール。
[本発明1008]
被検眼から戻ってきた光を受け取るように構成された光学入力ポートを有し、かつ該光学入力ポートと被検眼との間に特徴的な作業距離を有する、眼科機器；ならびに
眼検査および／または視力矯正手技のため該眼科機器に取り付けまたは統合された波面センサモジュールであって、該波面センサモジュールは、対向して配された第一および第二表面ならびに内部を有し；該第一表面は、該波面センサモジュールの該内部と被検眼との間で光を通過させるように構成された第一光学ウィンドウを有し；該第二表面は、該波面センサモジュールの該内部と該眼科機器の該光学入力ポートとの間で光を通過させるように構成された第二光学ウィンドウを有し；該第一および第二光学ウィンドウは、該波面センサモジュールの該内部を介して被検眼と該眼科機器との間で光を通過させる光路を形成するようにアライメントされており；かつ該波面センサモジュールは、
波面リレーの第一レンズであり、該波面センサモジュールの該第一光学ウィンドウ部に実質的に配され、かつ該光路に対し実質的に垂直に配向された、前方レンズであって、被検眼から戻ってきた光を集束しかつ該光を該光路に沿って透過させるように構成された、前方レンズと；
該前方レンズによって透過された光をインターセプトするため該光路に沿って配されたビームスプリッター／コンバイナーであって、該眼科機器用に該被検眼から戻ってきた該光の少なくとも一部を透過させかつ該被検眼から戻ってきた少なくとも波面ビームを該波面センサモジュールの該内部に反射させるように構成された、ビームスプリッター／コンバイナーと；
該第二光学ウィンドウ部に実質的に配され、かつ該眼科機器用の該被検眼から戻ってきた該光に対する該前方レンズの影響を補償するようにおよび／または該眼科機器からの照明光を該眼に向けるように構成された、補償レンズまたは光学ウィンドウと
を具備する、波面センサモジュール
を具備する、被検眼の特性を測定するための眼科装置。
[本発明1009]
前記眼科機器が手術用顕微鏡である、本発明1008の眼科装置。
[本発明1010]
前記顕微鏡の元の対物レンズが、前記手術用顕微鏡の前記光学入力ポートの設計位置に実質的に位置決めされる、本発明1009の手術用顕微鏡。
[本発明1011]
元の対物レンズが取り外され、かつ
前記前方レンズおよび前記補償レンズが、前記顕微鏡用に該対物レンズの役割を果たす、本発明1009の手術用顕微鏡。
[本発明1012]
前記補償レンズが、前記眼科機器用でない光を実質的にブロックする、本発明1008の眼科装置。
[本発明1013]
前記前方レンズの焦点距離が前記眼科機器の前記作業距離より短い、本発明1008の眼科装置。
[本発明1014]
波面リレーの第二レンズであり、前記波面センサモジュールの前記内部に位置する、第二レンズであって、前記前方レンズおよび該第二レンズが4-F波面リレーを形成する、第二レンズ
をさらに具備する、本発明1008の眼科装置。
[本発明1015]
検出器をさらに具備し、該検出器が、前記波面センサモジュールの前記内部に位置しかつ前記波面リレーの波面像平面において1つまたは複数の波面チルトを有効に検出する、本発明1008の眼科装置。
[本発明1016]
前記波面センサモジュールの前記内部かつ前記前方レンズと第二レンズとの間に位置する偏光ビームスプリッターをさらに具備し、該偏光ビームスプリッターが、波面照明ビームを前記ビームスプリッター／コンバイナーに向けるように構成されている、本発明1008の眼科装置。
[本発明1017]
被検眼の同平面ビデオ画像または静止画像を提供するように構成された画像センサと；
前記4-Fリレーの前記前方レンズと前記第二レンズとの間に配され、前記ビームスプリッター／コンバイナーにより反射された前記光の一部を該画像センサに向けるように構成された、結像用ビームスプリッターと
をさらに具備する、本発明1014の波面センサモジュール。
[本発明1018]
光学入力ポートおよび1対の立体接眼レンズを有するハウジングと；
該ハウジングの該光学入力ポート部に配された対物レンズであって、被検眼から戻ってきた光を集束しかつ該光を第一光路に沿って透過させるために波面リレーの第一レンズおよび手術用顕微鏡の対物レンズの両方として機能するよう構成された、対物レンズと；
該対物レンズによって透過された光をインターセプトするため該第一光路に沿って該対物レンズの隣に配されたビームスプリッター／コンバイナーであって、該手術用顕微鏡を介した視認用に該被検眼から戻ってきた該光の少なくとも一部を透過させかつ該被検眼から戻ってきた少なくとも波面ビームを波面リレー光路に沿って反射させるように構成された、ビームスプリッター／コンバイナーと；
該第一光路に実質的に沿って該ビームスプリッター／コンバイナーの隣に配された補償レンズと；
該対物レンズ、該ビームスプリッター／コンバイナー、および該補償レンズを介して透過された光を受け取るため該対物レンズ後方にオフセットを伴って該補償レンズの隣に配された、1対の立体光学視認用ポートと；
該1対の光学視認用ポートと該1対の立体接眼レンズとの間の光学構成要素を含む、折返し視認用光路と
を具備し、
術者に提示される顕微鏡視野が、標準的な非改変の手術用顕微鏡内のように該立体視認用ポートが該対物レンズの後方にある場合と実質的に同じになるよう、該補償レンズが、該オフセットにより引き起こされる影響を補償するように機能する、改変された手術用顕微鏡。
[本発明1019]
自分自身の眼に対する術者の手の位置が実質的に変化しないよう、前記ハウジングが、非改変の標準的な手術用実体顕微鏡と実質的に同じ高さを有する、本発明1018の改変された手術用顕微鏡。
[本発明1020]
前記補償レンズおよび前記折返し視認用光路の使用が、標準的な非改変の手術用実体顕微鏡内と同じ、前記1対の光学視認用ポートと前記1対の立体接眼レンズとの間の光学構成要素の使用を可能にする、本発明1018の改変された手術用顕微鏡。
[本発明1021]
光学入力ポートおよび1対の立体接眼レンズを有するハウジングと；
該ハウジングの該光学入力ポート部に配された対物レンズであって、被検眼から戻ってきた光を集束しかつ該光を第一光路に沿って透過させるために波面リレーの第一レンズおよび手術用顕微鏡の対物レンズの両方として機能するよう構成された、対物レンズと；
該対物レンズによって透過された光をインターセプトするため該第一光路に沿って該対物レンズの隣に配されたビームスプリッター／コンバイナーであって、該手術用顕微鏡を介した視認用に該被検眼から戻ってきた該光の少なくとも一部を透過させかつ該被検眼から戻ってきた少なくとも波面ビームを波面リレー光路に沿って反射させるように構成された、ビームスプリッター／コンバイナーと；
該第一光路に実質的に沿って該ビームスプリッター／コンバイナーの隣に配された補償レンズと；
該対物レンズ、該ビームスプリッター／コンバイナー、および該補償レンズを介して透過された光を受け取るため該対物レンズ後方にオフセットを伴って該補償レンズの隣に配された、1対の立体光学視認用ポートと；
該1対の光学視認用ポートと該1対の立体接眼レンズとの間の光学構成要素を含む、折返し視認用光路と
を具備し、
術者に提示される顕微鏡視野が、標準的な非改変の手術用顕微鏡内のように該立体視認用ポートが該対物レンズの後方にある場合と実質的に同じになるよう、該補償レンズが、該オフセットにより引き起こされる影響を補償するように機能し、かつ、該補償レンズおよび該折返し視認用光路の使用が、該折返し視認用光路と実質的に同じ光路長の視認用路を有する標準的な非改変の手術用実体顕微鏡内と同じ、該1対の光学視認用ポートと該1対の立体接眼レンズとの間の光学構成要素の使用を可能にする、改変された手術用顕微鏡。
本発明の他の特徴および利点は、以下の好ましい態様の詳細な説明を添付の図面とともに検討することによって、より容易に当業者に明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
説明
1つまたは複数の実施例態様において、患者の眼から波面サンプリング面まで波面をリレーするための第一レンズは、共用される前方レンズとして、波面センサモジュールまたは眼科機器の光学入力ポート部に配される。この構成は、眼から波面サンプリング面まで波面をリレーするための全体的な光路長を比較的短くすることを可能にするとともに、望ましい波面ジオプトリー測定レンジをカバーするための波面ビーム幅の変動レンジを比較的小さくすることも可能にする。したがって、望ましい波面測定ジオプトリ―レンジをカバーしつつ、波面センサモジュールの物理的なサイズまたは形状という要素を非常にコンパクトにすることができる。
【００１２】
近年、LRI/AK改善、レーザー手技、白内障および屈折矯正手術といった様々な視力矯正手技において、ライブのフィードバックを提供するためのリアルタイム波面センサのニーズが存在することが認識されている。手術用顕微鏡など既存の眼科機器に波面センサを統合する単純なやり方は、眼科機器の対物レンズの隣に波面センサモジュールを取り付けもしくは統合するか、または眼科機器の内部に波面センサを組み込むことである。一般に、眼科機器の視認用光路に対する波面センサモジュールの影響を最小にするため、かつ、取り付け／統合の複雑性を最小にするため、そのような波面センサモジュールは、波面センサと眼科機器との間で共用されるようなレンズを備えずに設計される（例えばUS7883505を参照）。
【００１３】
しかし、そのような波面センサモジュールは、ジオプトリー測定レンジが限定されるか、かつ／または、光学エネルギーの損失もしくは信号対雑音パフォーマンスの低さが生じる可能性がある。加えて、波面センサモジュールの物理的サイズが大きすぎる場合は、視力矯正を行う術者の通常の手術技法に干渉する可能性がある。
【００１４】
以上に照らして、手術用顕微鏡などの眼科機器に取り付けまたは統合された場合に、術者の通常の視力矯正手術技法または人間工学に干渉せず、かつ一方では、手術または眼検査の際に生じうる視力矯正手技に必要なニーズを十分カバーできる大きさのジオプトリー測定レンジを提供するような、コンパクトな波面センサモジュールに対するニーズが当技術分野に存在する。
【００１５】
第一波面リレーレンズを物理的に実際上可能な限り患者の眼に近くアレンジすることの利点を理解するため、まず、図1に示すような、例示的な4-F光学波面リレー構成を参照する。同図において、説明を容易にするため波面ビーム路は折返されていない。
【００１６】
ヒトの眼の波面収差測定に用いられる典型的な波面センサにおいて、被検眼の瞳孔または角膜面からの波面は、一般的に、周知の4-Fリレー原理を1回、2回、または複数回用いて波面検出面または波面サンプリング面にリレーされる（例えば、J. Liang, et al. (1994) "Objective measurement of the wave aberrations of the human eye with the use of a Hartmann-Shack wave-front sensor," J. Opt Soc. Am. A 11, 1949-1957; J. J. Widiker, et al. (2006) "High-speed Shack-Hartmann wavefront sensor design with commercial off-the-shelf optics," Applied Optics, 45(2), 383-395; US7654672を参照）。そのような4-Fリレーシステムは、入射波面の位相情報を保存しながら、かつ有害な伝搬作用を伴わずにそれをリレーすることを可能にする。加えて、焦点距離が異なる2つのレンズを用いた無限焦点結像システムを構成して4-Fリレーを実現することにより、リレーは、入射波面の拡大または縮小およびそれに伴う入射波面の発散または収束の縮小または拡大に対応できる（例えばJ. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics, 2nd ed. McGraw-Hill, 1996を参照）。
【００１７】
図1の実施例において、4-Fリレーの第一レンズは、40 mmの直径と、標準的な眼科手術用顕微鏡の典型的な焦点距離（または作業距離）である200 mmの有効焦点距離とを有する。眼は、4-F波面リレーの第一レンズの前方焦点面またはその近くに置かれる。4-F波面リレーのフーリエ変換面Aは、大文字Aで表された垂直の破線で示されているように、4-F波面リレーの第一レンズの後方焦点面および第二レンズの前方焦点面にある。この実施例において、4-F波面リレーの第二レンズは、30 mmの直径および80 mmの有効焦点距離を有する。4-F波面リレーのリレーされた波面の像平面は、大文字Bで表された垂直の破線で示されているように、第二レンズの後方焦点面にある。4-F波面リレー構成に用いられる2つのレンズの有効焦点距離が異なっていることにより、眼からの入射波面の複製物または像は、当業者に周知であるように、横方向の次元において200/80 = 2.5倍、光学的に縮小される。
【００１８】
図1に見られるように、眼が正視眼で、したがって眼からの波面が平面に近い場合、眼からの光ビームは、実線の光線で表されるように比較的狭くかつ平行である。例えば、瞳孔の直径が5 mmならば、ビームの直径は約5 mmになる。正確なビーム形状は、波面生成のため眼に送達される光ビーム（典型的には、図1には示されていないスーパールミネッセントダイオード（SLD）のビーム）の関数である、網膜上の光散乱スポットサイズにも依存する。眼からの波面ビームは、4-F波面リレーの第一レンズを通過した後、第一フーリエ変換面Aにおいて光軸上に集束され、そこで収束ビームから発散ビームに変わる。このビームは4-F波面リレーの第二レンズによって再コリメートされ、そして、4-F波面リレーに用いられる2つのレンズの有効焦点距離の違いによって、ビーム直径が2 mmまで縮小される。
【００１９】
眼が無水晶体眼または強度遠視眼もしくは強度近視眼である場合、眼からの波面は平面でなくなり、大きく発散または収束する。換言すると、眼からのビームは比較的平行なビームでなくなり、高度に発散性または高度に収束性の円錐形ビームになる。典型的な白内障屈折矯正手術の用途では、術中用波面センサによりカバーされるべき望ましいジオプトリーレンジは、遠視眼の+30Dから近視眼の-20Dとなる（本発明者らは、眼からの発散波面が正のジオプトリー値を有し、眼からの収束波面が負のジオプトリー値を有すると定義している）。
【００２０】
図1の短い破線の光線は、通常の無水晶体状態（典型的な遠視ジオプトリー値+20D）と角膜由来の遠視+10Dとを足したものである+30Dのジオプトリー値を備えた発散波面のケースを示している。図に見られるように、短い破線の光線で表されている眼からの発散性円錐形ビームは、第一レンズに伝搬した際に、第一レンズによりインターセプト（intercept）されて、高度に発散するビームからやや収束するビームに変化する。事実、瞳孔の直径が5 mmで眼からの波面の遠視ジオプトリー値が+30Dである場合、これは、瞳孔面より33.3 mm後方かまたは4-F波面リレーの第一レンズから233.3 mm離れたところに置かれた点光源から来る、自由空間中の発散ビームと等価である。この高度に発散する円錐形ビームは、点光源位置から33.3 mmのところにある5 mmの瞳孔によって制限されて、4-F波面リレーの第一レンズ位置に達したときに直径が35 mmとなるような、高度に発散する円錐形ビームとなる。ビームがフーリエ変換面Aに到達したとき、ビーム幅は直径30 mmとなる。ビームが第二レンズに到達したとき、ビーム幅は直径28 mmとなる。
【００２１】
図1の長い破線の光線は、-20Dという高度近視の波面ビーム、すなわち眼から高度に収束する円錐形ビームであり、この円錐形ビームは、長い破線の光線で表されているように、眼を出た後50 mmの距離で1点に収束し、そして高度に発散する円錐形ビームに変化する。この-20Dの波面ビームは、波面サンプリング面の端の近くを除いて波面リレーのビーム路の大部分で+30Dのビームより狭いため、光錐全体をインターセプトするのに必要なレンズ直径を決定するのは+30Dのビームである。
【００２２】
注意されるべき点として、球面状の屈折異常または焦点ぼけに加えて、乱視、コマ収差、およびトレフォイル収差といった眼のその他の光学収差があると、眼から来るビームは円錐形でなくなるが、その場合も最大ビーム幅は、瞳孔サイズ、および特定の子午面上のジオプトリー値の極値または累積値によって決定される。
【００２３】
以上の説明から理解されるように、カバーされる瞳孔サイズおよびジオプトリーレンジが与えられれば、ビーム円錐角の変動レンジを決定できる。高分解能測定を実現するため、眼から戻ってくる波面光をすべて第一レンズで捉えることが望ましい。したがって、第一レンズが眼からどのくらい遠いかによって、このビーム円錐角の変動レンジが第一レンズの直径を決定する。加えて、眼から第一レンズまでの距離は、4-F波面リレーの要件によって第一レンズの焦点距離も決定し、したがって4-F波面リレーの全体的な光路長にも影響を及ぼす。
【００２４】
図2は、手術用顕微鏡に取り付けられた波面センサモジュールの光学構成の実施例を示している（例えばUS7883505を参照）。手術用顕微鏡に関連した可視光源が、患者の眼を照明する可視光を放出し、そして顕微鏡視認用ビームが患者の眼から手術用顕微鏡の対物レンズに戻される。SLDビームもまた近赤外（NIR）光で患者の眼を照明し、そして波面検出ビームが患者の眼から波面センサの検出器に戻される。
【００２５】
この構成において、波面ビームをリレーするための第一レンズは、入力光学ウィンドウ、顕微鏡視認用ビームを透過しかつ波面検出ビームを横にそらせるビームスプリッター／コンバイナー、および、s偏光したスーパールミネッセントダイオード（SLD）ビームを眼に反射しかつp偏光した眼からの波面ビームを波面センサの残りの部分に透過するために用いられる偏光ビームスプリッター（PBS）の後ろにアレンジされる。4-Fリレーの第一レンズは、波面センサハウジングの内部で垂直に配向される。第一レンズのこの配向は、波面センサハウジングの高さ（厚さ）が第一レンズの直径より大きいことを必要とする。
【００２６】
図1について本発明者らが述べたように、眼科手術用顕微鏡の作業距離が顕微鏡の対物レンズの焦点距離と同じでかつ約200 mmである場合、PBSの存在も考慮すると、第一レンズは眼から約250 mm離れることになる（眼からビームスプリッター／コンバイナーまでの距離を、ビームスプリッター／コンバイナーから第一レンズまでの距離に加える）。4-F波面リレーの第一レンズの焦点距離と第二レンズの焦点距離との間で2.5という同じ比が保たれていると仮定すると、第二レンズは焦点距離が100 mmである必要がある。したがって、波面リレー路の全長は（250x2 + 100x2）= 700 mmとなる。
【００２７】
加えて、5 mmの瞳孔から出た+30Dの遠視波面ビームが第一レンズに到達するとき、そのビーム幅は、眼からの距離が（200 mmでなく250 mmに）増大したことによって42.5 mmとなり、したがって眼から放出される光錐全体をインターセプトするには直径が少なくとも42.5 mmであるレンズが必要である。第一レンズが垂直に位置決めされ、したがってこのレンズをマウントするため垂直方向に余分の空間が必要であること、ならびに、85%のクリアなアパーチャならびに既製品レンズの入手可能性を考慮すると直径50 mmのレンズが使われる可能性が最も高いことから、垂直の第一波面リレーレンズの位置における波面センサモジュールの高さは50 mmより大きくなる可能性が最も高い。
【００２８】
この光学構成は、波面ビーム路と顕微鏡視認用ビーム路との間で共用されるレンズを有さず、ゆえに波面センサモジュールによる顕微鏡視認用光学ビームへの影響が最少であるという利点を有する。加えて、SLDビームを眼に向けるためのPBSの後に4-F波面リレーの第一レンズをアレンジすることによって、SLDビームも第一レンズによる影響を受けない。しかし、これらの利点は、波面センサモジュールの物理的サイズが増大するという代償によって実現される。さらに、波面センサモジュールの高さ／厚さを減じるため直径がより小さい第一レンズが用いられた場合は、ジオプトリー測定レンジまたは信号対雑音比が小さくなる。
【００２９】
ほとんどの白内障手術医は、手術用顕微鏡の対物レンズと患者の眼との間の作業空間が大きいことを好み、またそのように慣れかつ訓練もされているため、波面センサモジュールの高さはできる限り小さく保ち、しかし一方では十分大きな波面ジオプトリー測定レンジをカバーでき、かつ術者または手術スタッフの人間工学を変更または妨害しないことが望ましい。
【００３０】
図3は、コンパクトでかつ大きなダイナミックレンジを有し、眼からの波面ビームの光学エネルギーの損失が最少である波面センサモジュールの1つの実施例態様の略線図である。
【００３１】
図3において、波面センサモジュールは、上面および下面32および34、ならびに内部36を有するハウジング30を含み、内部36の中には、4-Fリレーの第一レンズおよび第二レンズ38および40、ダイクロイック式またはショートパス式のビームスプリッター42、偏光ビームスプリッター43、ならびに検出器44が配されている。ハウジング30は、下面34に第一光学ウィンドウ46、そして上面32に第二光学ウィンドウ48を含む。第一および第二の光学ウィンドウは、患者の眼から戻ってきた光がハウジング30を通過して手術用顕微鏡の対物レンズに行くことを許容する第一光路50が、第一および第二ウィンドウ46および48の間で形成されるようにアレンジされる。第二光学ウィンドウ48のところに補償レンズ52が置かれ、ダイクロイック式またはショートパス式のビームスプリッター42が第一光路50内に位置決めされる。
【００３２】
図3に示す実施例態様において、ダイクロイック式またはショートパス式のビームスプリッター42は、近赤外の波面ビームおよび一部の結像光を第二光路54に沿って反射する。4-Fリレーは被検眼からの波面を波面サンプリング面56にリレーする。検出器44は（図に示していない、レンズレットもしくはレンズレットアレイ、または格子など、他のいくつかの光学素子とともに）、波面サンプリング面56にリレーされた波面をサンプリングおよび検出する。
【００３３】
この実施例態様において、結像用ビームスプリッター60も第二光路54に挿入される。結像用ビームスプリッター60は、ダイクロイック式またはショートパス式のビームスプリッター42から反射された結像光の少なくとも一部を、レンズまたはレンズのセット66を介してCCD/CMOSカメラなどの画像センサ64に向ける。画像センサ64は、被検眼の同平面ビデオ画像または静止画像を提供する。さらに、固視用ビームスプリッター68が、レンズまたはレンズのセット72により形成される固視ターゲット70の像を、逆路に沿って被検眼に向ける。
【００３４】
この実施例態様において、顕微鏡の対物レンズは、顕微鏡ハウジング内にあるときと同じように保たれ、そして4-F波面リレーの第一レンズは波面センサモジュールの第一光学入力ポート部に位置決めされる。第一レンズは手術用顕微鏡と波面センサモジュールとにより共用される。
【００３５】
4-F波面リレーの第一レンズを患者の眼にできるだけ近くアレンジすることの恩典としては、（1）4-F波面リレーの第一（前方）レンズが、4-F波面リレーの要件を満たす最短の焦点距離を有すること、および（2）波面モジュール内部の波面ビーム路の全長が短くなること、などがある。
【００３６】
加えて、4-Fリレーの第一（前方）レンズが眼により近くなり、したがって波面モジュールの高さを小さくできるため、特定の瞳孔サイズについてカバーされる特定の眼ジオプトリー測定レンジに関して、この前方レンズに到達する際の波面ビームの直径レンジが小さくなる。これらの物理的寸法の減少と、波面ビーム路のさらなる折返しとにより、波面センサモジュールを非常にコンパクトにできる。さらに、波面センサモジュールは光学ウィンドウをこの位置に有することが常に必要であるので、いくつかの実施例態様において、前方の共用レンズは、4-F波面リレーのウィンドウでもあり第一レンズでもあるという二重の目的を果たしうる。
【００３７】
次に、図3に示す波面センサモジュールと、図2に示す先行技術の波面センサモジュールとの物理的寸法を概算で比較する。図3に示す態様において、図1で説明したように、眼科手術用顕微鏡の作業距離が顕微鏡の対物レンズの焦点距離と同じでありかつ約200 mmであるならば、第一レンズは眼から約170 mm離れていてもよい。本発明者らは、再度、第一レンズの焦点距離と第二レンズの焦点距離との比が同じ2.5に保たれていると仮定する。今、第一レンズの焦点距離は図2のように250 mmではなく、わずか170 mmであるため、第二レンズの焦点距離は図2のように100 mmではなく、68 mmである必要がある。したがって波面リレー路の全長は、図2に示す実施例の700 mmではなく、（170x2 + 68x2）= 476 mmとなり、図3に示す4-F波面リレーの物理的長さは、図2に示す実施例に対し、(700-476) / 700 = 32% 短くなる
【００３８】
波面センサモジュールの高さという点において、5 mmの瞳孔から同じ+30Dの遠視ビームが第一レンズに到達する際、図3の態様における第一レンズでのビーム幅は、図2の実施例の42.5 mmではなく30 mmになる。このことは、高度に発散性の波面ビームが共用前方レンズによって集束されてやや収束性になりかつ横にそらされた後、その直径が30 mmより小さくなることを意味する。図3の態様において第一レンズは水平方向に横たわっているため、その直径は波面センサモジュールの高さに影響しないことに留意されたい。共用前方レンズおよび補償レンズがいくらかの厚さを有することを仮定したとしても、この厚さは図2の実施例の構成と実質的に異ならない。図2の入力光学ウィンドウと比較して共用レンズおよび上部補償レンズの厚さが5 mm増えると仮定すると、図3の波面センサモジュールの高さは、図2の場合の50 mmではなく約35 mmになる。したがって、波面センサモジュールの高さという点における節約分は、約 (50-35)/50 = 30% となる可能性が高い。
【００３９】
図2の実施例と同様に、図3に示されているダイクロイック式またはショートパス式のビームスプリッター／コンバイナーは、SLD由来の近赤外波面ビームを波面センサモジュールの残りの部分に向けて高効率でそらし、かつ可視光の大部分を手術用顕微鏡に通過させる。留意されるべき点として、図3に示されている波面センサモジュールの残りの部分は、用いられうるさまざまな光学構成の一つを表したものにすぎない。したがって波面センサモジュールの解釈は可能なすべての波面センサ構成をカバーすべきであり、これには例えば、Hartmann-Shack、Talbot-Moire、Hartmann-Moire、位相ダイバーシティ、およびレーザーレイトレーシング（laser ray tracing）も含まれる。同様に検出器もまた、リレーされた波面像平面の（1つまたは複数の）波面チルトを有効に検出できる限りにおいて、可能なすべての波面サンプリング手段および検出手段を含むよう、広い観念で解釈されるべきである。例として、検出器は、US7445335およびUS7815310に開示されているようにさまざまなアパーチャの後方にアレンジされた、単一のラテラルエフェクト検出器、クワドラント検出器、またはCCD/CMOSセンサ／カメラであってもよい。
【００４０】
ダイクロイック式またはショートパス式のビームスプリッター／コンバイナーの上方の補償レンズは、複数の機能を満たすために用いられる。第一に、手術用顕微鏡によって形成され術者に提示される術野が共用前方レンズの使用によって受ける影響が最小となるよう、この補償レンズは、実質的に同等な手術用顕微鏡視野が術者に提示されるように共用前方レンズ（4-F波面リレーの第一レンズ）の影響を補償するよう設計されていてもよい。第二に、補償レンズはまた、波面センサモジュールを物理的に密閉する上部光学ウィンドウとして機能してもよい。さらに、補償レンズはまた、光の可視スペクトルのみを透過させるよう光学的にコーティングまたは処理されていてもよい。この様式において、顕微鏡からの照明光の近赤外およびUVスペクトル部分は患者の眼に当たらず、したがって、波面センサモジュールに入って波面センサ検出器を飽和させるかもしくはダイナミックレンジを縮小させるような、またはバックグラウンドノイズを作り出すような、眼から戻ってきた近赤外背景光ノイズを作り出さない。加えて、補償レンズはまた、術者および患者の両方について、有害になりうるスペクトル成分への曝露を減らす。さらに、手術用顕微鏡内部からの照明光のビーム路が共用前方レンズにより影響されるのであれば、補償レンズまたは光学ウィンドウは、この照明光を被検眼に向ける機能を担ってもよい。
【００４１】
留意されるべき点として、図3に示す実施例態様において、手術用顕微鏡の元の対物レンズは顕微鏡ハウジング内に保たれ、取り除かれない。代替として、図4に示すように、手術用顕微鏡の対物レンズは取り除かれてもよく、その焦点機能は波面センサモジュールの入力ポート部の共用前方レンズによって完全にまたは部分的に担われてもよい。図4に示されている補償レンズ52は、実質的に同じ顕微鏡術野を術者に提示するための望ましい補償を提供するように、および、前述のような他の機能を担うように設計されていてもよい。より具体的には、顕微鏡の元の対物レンズを取り外しかつ波面センサモジュールの入力ポート部に共用前方レンズをアレンジした結果として眼科機器からの照明光のビーム路が変化するのであれば、補償レンズは、この照明光を被検眼に向け直せるようにウィンドウの一部だけが光屈折特性を有する光学ウィンドウであってもよい。
【００４２】
顕微鏡の下に波面センサモジュールを取り付けることに加えて、レンズ共用の結果として顕微鏡の視認用路に生じる影響を補償するために補償レンズを用いるという同じ概念を、波面センサが顕微鏡に組み込まれる場合にも拡張できるが、それに応じて顕微鏡の視認用路を改変または変更する必要がある可能性もある。図5は、顕微鏡の元の対物レンズがそのまま保たれかつ共用前方レンズとして用いられる、改変された手術用顕微鏡のそのような代替的実施例態様を示している。
【００４３】
屈折矯正手術は非常に精密で、術者は眼の顕微手術を行うのに必要な手と眼の協調を何年もかけて発達させる。この発展過程の間、術者の眼に対する術者の手の位置は、典型的に、好ましい範囲内に固定または維持される。手術用顕微鏡の設計における1つの重要な局面は、顕微鏡の物理的寸法に対応するために術者が手の位置を変える必要がないことである。
【００４４】
典型的な手術用実体顕微鏡では、対物レンズ38の後に、関連する光学素子を備えた２つの立体視認用ポート／パスがある。標準的な手術用実体顕微鏡において、これらの視認用ポートは対物レンズの付近かつ後方に置かれている。図5に示す実施例態様において、単一のハウジング内に手術用顕微鏡および波面センサを組み込むため、標準的な手術用顕微鏡の既存の設計が改変されている。後述するように、図5の実施例態様は、対物レンズならびに立体視認用ポートおよびその関連光学素子など、先に設計された手術用顕微鏡の光学構成部品が保たれることを可能にし、したがって波面センサが手術用実体顕微鏡に統合された場合にこれら構成部品を再設計しなくてもよい。
【００４５】
図5の実施例態様において、波面センサは手術用実体顕微鏡のハウジング内に統合され、かつ手術用実体顕微鏡の高さは増大しないので、波面センサを含むことによって術者の手の位置が影響されることはない。手術用実体顕微鏡の高さが増大しないため、例えば200 mmなどの作業距離は影響されず、そして手術用実体顕微鏡の元の対物レンズは4-Fリレーの前方レンズとして用いられる。この実施例において、4-Fリレーの第一レンズの焦点距離は200 mmであるため、4-Fリレーは図1に示すように構成される。
【００４６】
図5において、波面センサは、4-Fリレーの第一および第二レンズ38および40、ダイクロイック式またはショートパス式のビームスプリッター42、偏光ビームスプリッター43、ならびに検出器44を含む。手術用実体顕微鏡のハウジングは入力光学ウィンドウ461を含み、4-Fリレーの第一レンズ38としても機能する対物レンズは入力ウィンドウ461のところに位置決めされる。補償レンズ52、ダイクロイック式またはショートパス式のビームスプリッター42、および第一レンズ38がアライメントしてそれらの間に第一光路50が形成されるように、補償レンズ52が位置決めされる。対物レンズ後方の位置から補償レンズ後方の位置までオフセットされた1対の立体視認用ポート531から、1対の立体接眼レンズ541まで、折返し光路53が伸びている。折返し光路53は、標準的な非改変の手術用実体顕微鏡の元の光路に含まれる光学素子を含み、かつ、元の光学素子を保てるよう光路長も同じである。
【００４７】
図5に示す実施例態様において、ダイクロイック式またはショートパス式のビームスプリッター42は第二光路54に沿って波面ビームを反射する。4-Fリレーは眼の波面を波面サンプリング面56にリレーする。検出器44は（図に示していない、レンズレットもしくはレンズレットアレイ、または格子など、他のいくつかの光学素子とともに）、波面サンプリング面56にリレーされた波面をサンプリングおよび検出して、波面測定を可能にする。
【００４８】
図5に示す実施例態様において、立体視認用ポートは、第一光路50の長さ程度の距離だけ対物レンズからオフセットされている。術者に提示される顕微鏡視野が、立体視認用ポートが対物レンズ後方の元の位置にある場合と実質的に同じになるよう、補償レンズ52はこのオフセットにより引き起こされる影響を補償するように機能する。補償レンズ52および折返し光路53を用いることにより、先に設計された手術用実体顕微鏡の構成要素を保つことが可能になる。
【００４９】
あるいは、波面センサが統合された手術用顕微鏡は、折返し光路を形成する補償レンズおよび他の光学構成要素が既存の設計に基づいていない、新しい設計であってもよい。
【００５０】
図5は、実施例態様の作動を図示するための、縮尺が一律でない略線図である。図6は、先に図5を参照しながら説明した特徴を利用した、統合された手術用顕微鏡／波面センサの実施例態様について、より現実的な見え方を示したSolidWorksの図面である。
【００５１】
この時点で留意されるべき点として、図3、図4、および図5の態様については、前方レンズは共用されているため、一般に同レンズは光の可視スペクトルおよび近赤外スペクトルを両方とも通過させる必要がある。好ましくは、前方レンズは波面ビームに追加の光学収差を導入しない。このレンズのための1つの良い選択肢は、可視スペクトルおよび近赤外スペクトルを検査するよう設計された色消しレンズである。代替として、望ましい波長域に対応した非球面色消しレンズも用いられてもよい。
【００５２】
SLDスペクトル以外の望ましくない光を除去するために4-F波面リレーの第二レンズの前に狭帯域フィルターが用いられてもよいことから、第二レンズはSLDの近赤外スペクトルレンジだけで機能するように設計されてもよく、かつまた非球面レンズであってもよい。
【００５３】
これも留意されるべき点として、前方共用レンズは波面センサモジュールまたは顕微鏡ハウジング内で水平方向に横たわっているため、この共用前方レンズについては小さい直径を用いる絶対的な必要性はない。レンズの中央部だけが視認用ビーム路および波面ビーム路に用いられ、外側部分は眼科用顕微鏡内部からの照明ビームを被検者の眼に適切に向けるために用いられるよう、レンズの直径はより大きくてもよい。加えて、SLDビームをそれ相応の形にする必要がある可能性もあるが、SLDビームを眼に向けるためのPBSは、ダイクロイック式またはショートパス式のビームスプリッター／コンバイナーの後の任意の場所にアレンジされていてもよい。SLDは近赤外レンジで作動しなくてもよく、したがってビームスプリッター／コンバイナーは狭帯域またはダイクロイックでなくてもよく、あるいは、ノッチフィルタータイプまたは別のタイプのビームスプリッター／コンバイナーであってもよい。
【００５４】
これも留意されるべき点として、4-F波面リレーは、種々の可能な光学波面リレー構成の一例にすぎない。US 20100208203に開示されている、２つの正のレンズの間に負のレンズが位置決めされた３つのレンズを具備する構成など、他の構成が用いられてもよい。さらに、リレーされた波面のサンプリング面と、サンプリングされた波面チルトまたは例えば強度など他の特性を検出する検出器との間に、種々の手段が使われていてもよい。例としては、レンズレット、レンズレットアレイ、格子、結像リレーなどの使用がある。検出器は、CCD/CMOS画像センサなどの1次元または2次元検出器、ラテラルエフェクト位置感知検出器、クワッド検出器など、任意のタイプであってよい。
【００５５】
本明細書に開示されている波面センサモジュールの実施例態様は、広範な用途向けに他の種々の眼科用顕微鏡に取り付けもしくは統合されるかまたは組み込まれてもよい。例えば、細隙灯に基づく眼検査に加えて眼の波面を測定するため、細隙灯生体顕微鏡に波面センサモジュールが取り付けられてもよい。波面センサモジュールはまた、眼手術用LASIKシステムなど視力矯正用の他の顕微鏡に統合されてもよい。
【００５６】
本明細書において、本発明の教示を組み入れた種々の態様を示しかつ詳述してきたが、当業者は、これらの教示を組み入れた多数の他の種々の態様を容易に案出できる。したがって、添付の特許請求の範囲により提供されるものを除いて本発明を限定することは意図されていない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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